城市河道生态护坡监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市河道生态护坡监测系统，在河道护坡面一侧间隔布置有滞流水生繁育区，滞流水生繁育区是将护坡土基沿横向向外开挖形成凹陷区，凹陷区的周边侧壁通过石块和胶凝材料砌筑形成浆砌石凹陷区护坡，滞流水生繁育区与河道相通的一侧底部砌筑有滞水浅砍用于确保滞流水生繁育区内保持最低生态用水，浅砍上侧固定有横网用于过滤河道漂浮物，横网网孔以允许小型浮游动物通过为准，横网高度略高于河道常年平均水位高度，在滞流水生繁育区水位以下设置外置水位传感器、水质探测器和氧气探测器。本发明专利技术以水生生物措施为主的治理技术，将陆生植被生态与水生动植物生态结合，使城市河道生态系统更加完整和复杂，提高生态系统稳定性和持续性。

【技术实现步骤摘要】
城市河道生态护坡监测系统
本专利技术属于河道生态监控
，具体涉及一种应用于城市河道完善生态护坡建设和持续发展监测系统。
技术介绍
目前河道护坡尤其是城市河道护坡仍然是以工程措施为主的治理技术，仅侧重通过措施布设增加坡面稳定、减少坡面裸露、控制侵蚀崩塌。不仅忽略河道生态建设的构建因素，而且对土壤生态功能具有较强影响与破坏，无法满足环境可持续发展的要求。传统浆砌石护坡是将石块平铺在沟坡坡面上，石块间孔隙用水泥砂浆充塞密实，使整个沟坡坡面形成一个具有较高强度的整体，防止径流渗漏，保护沟坡土壤侵蚀滑塌。该浆砌石护坡造价相对较高，石块将整个坡面封闭起来，隔绝了土壤与大气、水分间的物质交换，形成植被无法生长的硬质坡面，因此不满足生态环境可持续发展的要求。现有技术中通过在河道护坡铺设空心砖的方式，使河道护坡具有适合植被的土壤层结构，以及针对土壤层进行多层次改造使其更加利于植被。还有针对河道护坡进行水利改造措施，将河道水应用于对护坡植被生长灌溉。以及将河道护坡植被与堤岸种植带混合形成河道护坡生态系统。然而，现有针对河道护坡以及延伸的底岸生态均属于陆生植物生态，所谓生态护坡仅体现在不同植被种类的合理布局，这种生态模式单一化，不利于形成持续发展的生态链，基本脱离不了人工维护和持续培育及管理。例如公开号为CN109056646A的一种基于海绵城市的河道多层次智能生态护岸系统，包括河道、生态护坡、河岸，生态护坡和河道间设置阶梯型石笼；河岸种植乔木和灌木，生态护坡包括黏土层、反硝化层、吸附层、过滤层和土质层，土质层上种植草本植物，生态护坡顶端设置布水管路；阶梯型石笼上端设置感应器控制柜，前端设置水位感应器，水位感应器设置DO监测探头，河道内设置曝气泵和污水泵，水位感应器、DO监测探头、曝气泵、污水泵均与感应器控制柜连接，污水泵和布水管路通过集水管路连接。该河道生态护坡方案在建设过程存在工程量大、大规模开挖对坡面土壤扰动剧烈的问题，位于堤岸种植的林木水资源无法自然保障，生长发育较慢，且抵御雨洪冲蚀能力较弱，通常需要人工浇灌和补苗。
技术实现思路
针对目前河道生态建设过程存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种适用于城市河道生态护坡的监测系统，利用该系统实现城市河道生态链的完整和全面，并通过监控实现生态链的可持续发展，在监控数据超出阈值范围内减少人为干预程度。本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种城市河道生态护坡监测系统，在河道护坡面一侧间隔布置有滞流水生繁育区，滞流水生繁育区是将护坡土基沿横向向外开挖形成凹陷区，凹陷区的周边侧壁通过石块和胶凝材料砌筑形成浆砌石凹陷区护坡，滞流水生繁育区与河道相通的一侧底部砌筑有滞水浅砍用于确保滞流水生繁育区内保持最低生态用水，浅砍上侧固定有横网用于过滤河道漂浮物，横网网孔以允许小型浮游动物通过为准，横网高度略高于河道常年平均水位高度，在滞流水生繁育区水位以下设置外置水位传感器、水质探测器和氧气探测器。继续在河道护坡上部沿纵向开挖护坡土基形成暗沟，暗沟位于所述滞流水生繁育区上部的一段通过衬套砼板或砼槽或砌筑墙形成蓄水砼槽，蓄水砼槽的顶部通过溢流管将过剩积水排放至滞流水生繁育区。蓄水砼槽两端的砼壁为镂空砼壁，相邻蓄水砼槽之间的含水蓄水沟的底部铺设防渗膜，含水蓄水沟内沿纵向铺设有蓄水暗道和纤维材料含水层，蓄水暗道侧壁均布有出水孔。含水蓄水沟底部铺设的防渗膜向下方沿护坡斜面走向延续铺设有防渗膜，并在斜面防渗膜以上依次铺设砾石和陶粒混合物层，最上层为土质层和空心砖，空心砖内种植覆草形成护坡覆草层，砾石和陶粒混合物层内沿斜面走向和沿纵向间隔分布有若干个湿度传感器，在蓄水砼槽内砼壁上设置有内置水位传感器。以上各探测器和传感器分别与控制器的信号端子连接，通过控制器将各监测数据通过无线或有线传输至监控系统进行数据分析和存储，以及针对各阈值设置报警；在河道护坡顶部的边坡位置种植乔木或灌木树种的堤岸苗木，相邻堤岸苗木或部分堤岸苗木之间向下开挖有雨水汇水池，雨水汇水池通过排水通道及滤网后排放至相应的蓄水砼槽内。同时，在位于含水蓄水沟上侧的纤维材料含水层的上层铺设砾石和陶粒混合物层，最上层为土质层和空心砖，空心砖内种植覆草形成护坡覆草层。其中，还在所述砾石和陶粒混合物层内还均匀混合有绿佛石。进一步地，又在斜面防渗膜以上沿斜面铺设有渗流导流管，渗流导流管侧壁有渗流孔，渗流导流管上端插入所述纤维含水层内部。设置雨水汇水池的地井盖板为镂空结构，雨水汇水池内匹配套装有网罩，网罩能从雨水汇水池内整体拔出。另外，雨水汇水池还设置有与街道地井横向连通的地下汇水通道。还进一步在所述滞流水生繁育区内安装有水泵，通过上水管引流至相应滞流水生繁育区内，用以补充蓄水。以及还进一步设置有向滞流水生繁育区内独立补水的输水管路系统。根据需要，还可以在滞流水生繁育区内增设有曝气泵。本专利技术的有益效果：1.本专利技术以水生生物措施为主的治理技术，将陆生植被生态与水生动植物生态结合，使城市河道生态系统更加完整和复杂，提高生态系统稳定性和持续性。除了通过措施布设增加植被覆盖、减少雨洪资源浪费和阻缓径流冲刷外，还侧重于建立水生动植物生态，使水陆生态结合形成复杂完善的生态系统，以提高生态链的稳定性和可持续性，生态护坡持续运行后后期植被恢复效果较强，雨洪抗御能力较强，满足快速治理和持续稳定的生态建设要求。2.本专利技术通过设置滞流水生繁育区使河道形成多个滞流区，利用多个滞流区建立河道内水生生态系统，防止河道水流和河床冲刷等因素破坏该生态系统，滞流水生繁育区长期独立存在，既与河道直接相连通，又能独立改造和维持生态链。利用滞流水生繁育区能够改善河道生态，净化河道水质，滞流水生繁育区作为水生物繁育区能够丰富水生动植物。对滞流水生繁育区的水质监测能够提前反应河道生态系统变化情况，利于提前进行河道改造措施，改善和优化生态系统。对滞流水生繁育区的水位监测和含氧量监测能够预警对应滞流水生繁育区不会出现生态恶化，以及采取相应应对措施。3.本专利技术能够对雨洪资源充分回收利用，对汇流的雨水过滤后首先存储于蓄水砼槽和含水蓄水沟内，其次排放至滞流水生繁育区，经过滞流水生繁育区水生植物过滤后再进入河道，滞流水生繁育区中的水生植物作为过渡层具有净化过滤功能。雨季利用蓄水砼槽和含水蓄水沟能够回收和存储大量雨水，满足于护坡覆草层和堤岸苗木用水需求。旱季长时间缺水时，当蓄水砼槽和含水蓄水沟的水位低于阈值时或者护坡覆草层土质含水量低于阈值时，通过水泵将滞流水生繁育区内水源提升至蓄水砼槽和含水蓄水沟，滞流水生繁育区是经过水生动植物作用适合于陆生植物生长的水质，补充水源的同时还利于护坡覆草层和堤岸苗木成长。附图说明图1是本专利技术城市河道生态护坡整体布局示意图。图2是图1中局部放大示意图。图3是图2中A-A剖面结构示意图。图4是图2中B-B剖面结构示意图。图5是图2中C-C剖面结构示意图。图6是本专利技术检测系统框图。图中标号：护坡覆草层1，堤岸苗木本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市河道生态护坡监测系统，其特征在于，在河道护坡面一侧间隔布置有滞流水生繁育区（5），滞流水生繁育区（5）是将护坡土基（8）沿横向向外开挖形成凹陷区，凹陷区的周边侧壁通过石块和胶凝材料砌筑形成浆砌石凹陷区护坡，滞流水生繁育区（5）与河道相通的一侧底部砌筑有滞水浅砍用于确保滞流水生繁育区（5）内保持最低生态用水，浅砍上侧固定有横网用于过滤河道漂浮物，横网网孔以允许小型浮游动物通过为准，横网高度略高于河道常年平均水位高度，在滞流水生繁育区（5）水位以下设置外置水位传感器、水质探测器和氧气探测器，在河道护坡上部沿纵向开挖护坡土基（8）形成暗沟，暗沟位于所述滞流水生繁育区（5）上部的一段通过衬套砼板或砼槽或砌筑墙形成蓄水砼槽（14），蓄水砼槽（14）的顶部通过溢流管（13）将过剩积水排放至滞流水生繁育区（5）；蓄水砼槽（14）两端的砼壁为镂空砼壁（14-2），相邻蓄水砼槽（14）之间的含水蓄水沟（3）的底部铺设防渗膜（4），含水蓄水沟（3）内沿纵向铺设有蓄水暗道（19）和纤维材料含水层（18），蓄水暗道（19）侧壁均布有出水孔（20）；含水蓄水沟（3）底部铺设的防渗膜（4）向下方沿护坡斜面走向延续铺设有防渗膜，并在斜面防渗膜以上依次铺设砾石和陶粒混合物层，最上层为土质层和空心砖，空心砖（21）内种植覆草形成护坡覆草层（1），砾石和陶粒混合物层内沿斜面走向和沿纵向间隔分布有若干个湿度传感器，在蓄水砼槽（14）内砼壁上设置有内置水位传感器；以上各探测器和传感器分别与控制器的信号端子连接，通过控制器将各监测数据通过无线或有线传输至监控系统进行数据分析和存储，以及针对各阈值设置报警；在河道护坡顶部的边坡位置种植乔木或灌木树种的堤岸苗木（2），相邻堤岸苗木（2）或部分堤岸苗木（2）之间向下开挖有雨水汇水池（10），雨水汇水池（10）通过排水通道（12）及滤网后排放至相应的蓄水砼槽（14）内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种城市河道生态护坡监测系统，其特征在于，在河道护坡面一侧间隔布置有滞流水生繁育区（5），滞流水生繁育区（5）是将护坡土基（8）沿横向向外开挖形成凹陷区，凹陷区的周边侧壁通过石块和胶凝材料砌筑形成浆砌石凹陷区护坡，滞流水生繁育区（5）与河道相通的一侧底部砌筑有滞水浅砍用于确保滞流水生繁育区（5）内保持最低生态用水，浅砍上侧固定有横网用于过滤河道漂浮物，横网网孔以允许小型浮游动物通过为准，横网高度略高于河道常年平均水位高度，在滞流水生繁育区（5）水位以下设置外置水位传感器、水质探测器和氧气探测器，在河道护坡上部沿纵向开挖护坡土基（8）形成暗沟，暗沟位于所述滞流水生繁育区（5）上部的一段通过衬套砼板或砼槽或砌筑墙形成蓄水砼槽（14），蓄水砼槽（14）的顶部通过溢流管（13）将过剩积水排放至滞流水生繁育区（5）；蓄水砼槽（14）两端的砼壁为镂空砼壁（14-2），相邻蓄水砼槽（14）之间的含水蓄水沟（3）的底部铺设防渗膜（4），含水蓄水沟（3）内沿纵向铺设有蓄水暗道（19）和纤维材料含水层（18），蓄水暗道（19）侧壁均布有出水孔（20）；含水蓄水沟（3）底部铺设的防渗膜（4）向下方沿护坡斜面走向延续铺设有防渗膜，并在斜面防渗膜以上依次铺设砾石和陶粒混合物层，最上层为土质层和空心砖，空心砖（21）内种植覆草形成护坡覆草层（1），砾石和陶粒混合物层内沿斜面走向和沿纵向间隔分布有若干个湿度传感器，在蓄水砼槽（14）内砼壁上设置有内置水位传感器；以上各探测器和传感器分别与控制器的信号端子连接，通过控制器将各监测数据通过无线或有线传输至监控系统进行数据分析和存储，以及针对各阈值设置报警；在河道护坡顶部的边坡位置种植乔木或灌木树种的堤岸苗木（2），相邻堤岸苗木（2）或部分堤岸苗木（2）之间向下开挖有雨水汇...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，朱格，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41